Wie riesige schwarze Löcher drehen: Neuer Twist aufgedeckt

Ein neu entdeckter Weg, um den Spin von schwarzen Löchern zu bestimmen, könnte helfen, die Evolution dieser bizarren Objekte und der Galaxien, die sie verankern, aufzuklären.

Astronomen beobachteten, wie ein schwarzes Loch, das im Zentrum einer 500 Milliarden Lichtjahre entfernten Spiralgalaxie von der Erde liegt, Gas und Staub von seiner umgebenden Akkretionsscheibe verschluckt. Sie konnten den Abstand zwischen der inneren Kante der Scheibe und dem Schwarzen Loch messen, was ihnen wiederum ermöglichte, den Spin des Schwarzen Lochs zu schätzen.

"Wenn sich ein schwarzes Loch dreht, zieht es Raum und Zeit mit sich, und das zieht die Akkretionsscheibe, die das Essen des Schwarzen Lochs enthält, näher dazu", Studienautor Chris Done von der University of Durham im Vereinigten Königreich, sagte in einer Aussage: "Dadurch dreht sich das schwarze Loch schneller - ein bisschen wie ein Eisläufer, der eine Pirouette macht." [Galerie: Black Holes of the Universe]

Forscher sagten, dass die Technik den Astronomen helfen könnte, breite Fragen über die galaktische Evolution zu beantworten, die eng mit dem Wachstum und der Aktivität der supermassiven Schwarzen Löcher verbunden ist, die im Herzen der meisten, wenn nicht aller Galaxien lauern.

"Das Verständnis dieser Verbindung zwischen Sternen in einer Galaxie und dem Wachstum eines Schwarzen Lochs und umgekehrt ist der Schlüssel zum Verständnis, wie sich Galaxien während der gesamten kosmischen Zeit bilden", sagte Done.

Done und ihre Kollegen nutzten den XMM-Newton-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation, um das ferne supermassive Schwarze Loch zu untersuchen, das so viel Masse wie 10 Millionen Sonnen enthält.

Dieses schwarze Loch sprengt gewaltige Energiemengen, während es sich auf dem Material seiner Akkretionsscheibe ernährt. XMM-Newton beobachtete diese Ausgabe in optischen, ultravioletten und Röntgenwellenlängen und ermöglichte es den Astronomen, zu messen, wie weit die Scheibe vom Schwarzen Loch entfernt ist.

Astronomen haben den Spin von supermassiven Schwarzen Löchern vorher berechnet. Im Februar bestimmte ein anderes Forscherteam beispielsweise die Rotationsgeschwindigkeit des Schwarzen Lochs im Zentrum einer Spiralgalaxie namens NGC 1365. Diese Gruppe leitete die Drehgeschwindigkeit ab, indem sie die Verzerrung von hochenergetischem Licht, das von Eisenatomen in der Galaxie emittiert wird, misst Akkretionsscheibe.

Schwarze Löcher sind so bizarr, sie klingen unwirklich. Doch Astronomen haben gute Beweise dafür gefunden, dass sie existieren. Testen Sie Ihr Wissen über diese verrückten Wunder.

Es ist schwer, Black-Hole-Spin-Raten zu beschreiben, weil sie nicht wirklich in vertraute Begriffe wie Meilen pro Stunde übersetzen. Zum Beispiel fand das NGC 1365-Team, das Beobachtungen von XMM-Newton und NASAs NuStar-Raumsonde verwendete, die Rotationsrate des Schwarzen Lochs auf 84 Prozent des Maximums, das Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie erlaubt.

In der neuen Studie schätzten Done und ihr Team, dass das Schwarze Loch, das 500 Millionen Lichtjahre entfernt gefunden wurde - welches einen superluminösen "aktiven galaktischen Kern", bekannt als PG1244 + 026, antreibt - eine relativ niedrige Spinrate hat.

"Dies steht im Gegensatz zu den jüngsten Röntgenbestimmungen von (fast) maximalem Schwarzloch-Spin in anderen [ähnlichen Galaxien] auf der Grundlage des relativistischen Schmierens des Eisenprofils", schreiben die Forscher in der heute online veröffentlichten Studie (29. Juli) ) in der Zeitschrift Monthly Notices der Royal Astronomical Society.

"Bessere Hochenergiedaten sind erforderlich, um zu bestimmen, ob diese neue Methode eine Spinschätzung liefert, die mit der aus der Eisenlinie übereinstimmt, oder ob sie stattdessen ein mangelndes Verständnis der Bandscheibenemission und / oder der Scheibenreflexion offenbart ", schrieb das Team.